JP2995061B2 - フォトマスク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フォトマスクに関する。本発明は、例え
ば、半導体装置作製用のフォトマスクとして利用するこ
とができ、特に、製造精度の評価を厳密に行うことを可
能としたフォトマスクを提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明のフォトマスクは、フォトマスク上のパターン
の製造精度を、転写像を形成することを要さずにパター
ン自体で評価可能とする評価用パターンを有するもの
で、ラインアンドスペースパターンとアイランドパター
ンよりなるフォトマスク評価用パターンをレティクル上
に配したことによって、このようなフォトマスクのパタ
ーン精度の評価を容易かつ精密に行えるようにしたもの
である。

〔従来の技術〕

フォトマスク利用の近年の技術分野、例えば半導体装
置の技術分野にあっては、半導体デバイスの高集積化に
伴い、デバイスの基本構成素子であるトランジスタやキ
ャパシター等の寸法は微細化の一途を辿り、その加工寸
法制御への要求は増々厳しくなってきている。

この微細加工の方法として現在、例えば縮小投影露光
装置及びフォトレジストを用いたフォトリソグラフィー
技術、及び半導体材料の異方性加工が可能な反応性ドラ
イエッチング技術が主に用いられている。

前者のフォトリソグラフィー技術では、一般に、実際
のデバイスパターンを通常拡大、例えば５倍或いは10倍
に拡大した専用のフォトマスク（レティクルと称されて
いる）を用いて、このフォトマストのパターンを縮小投
影露光装置を用いて半導体ウエハーに縮小転写してレジ
ストパターンを形成することが行われている。この時用
いるフォトマスクは、通常、ガラスプレート上に所定の
Cr薄膜のパターンが描かれた構造になっているが、この
パターンは一般に電子線描画装置により描画され、高寸
法精度のパターンが形成可能である。

しかしながらこのフォトマスクにおけるパターン形成
にも、ウエハー上のパターン形成と同様、レジストを用
いた、電子線描画、現像工程を用いるため、そのパター
ン寸法はある程度のバラツキ、ズレを厳密に評価し、管
理する必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このレティクルと称されるフォトマスクの製造精度評
価の方法として、従来は、単純で寸法自体もかなり粗い
パターン（例えばＦ字状パターン）をレティクル上に配
置し、その線幅を光学式測定装置等を用いて評価してい
た。また実際にはこのような評価用パターン自体にあま
り明確な規定がないことも多く、評価用パターンの情報
量も少なく、レティクス製造工程の精確な評価、管理を
行うことが困難であった。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し
て、フォトマスク製造における該フォトマスク上のパタ
ーン精度の評価を精密かつ容易に行うことができるよう
にして、精度高く得ることができるフォトマスクを提供
せんとするものである。

〔問題を解決するための手段〕

上述の問題点を解決するため、本発明のフォトマスク
は、フォトマスク上のパターンの製造精度を、転写像を
形成することを要さずにパターン自体で評価可能とする
評価用パターンを有するフォトマスクにおいて、ライン
アンドスペースパターンとアイランドパターンよりなる
フォトマスク評価用基本パターンをレティクル上に複数
配するとともに、該フォトマスク評価用基本パターンの
ラインアンドスペースパターンの内の少なくとも１つの
ランイパターンは、他のラインパターンよりも長く引き
出されて形成されていることを特徴とする構成にする。

本発明において、ラインアンドスペースとは、少なく
とも２本のラインを有し、該ライン間にスペースが存在
するもので、これらのラインの幅・長さ、またスペース
の幅等によって、精度を規定できることが可能になって
いるものである。またアイランドパターンとは、該ライ
アンドスペースパターンとは独立して、点状乃至は任意
の面積をもった平面形状で存在するものをいう。（な
お、ラインアンドスペースをウエハ上のレジストパター
ンの評価、特にレジストの露光条件の決定のための評価
用に用いる例が特開昭62−115830号公報に記載されてい
るが、これはレティクスにおける技術には必ずしも適用
できないものであり、かつ、被露光材上へパターンを転
写する必要がある技術であって、本発明とは無関係であ
る）。

本発明に係るフォトマスク評価用パターンについて、
本発明の一実施例を示す第１図、第２図の例示を参照し
て説明すると、次のとおりである。

本発明において、フォトマスク評価用基本パターン
は、ラインアンドスペースパターンと、アイランドパタ
ーンとを少なくとも１つ有して成るが、第１図に例示す
るフォトマスク評価用基本パターンは、ライン21〜25の
５本のラインが、それぞれ隣り合うラインとスペースを
有して設置されることにより、ラインアンドスペースパ
ターンが形成され、かつアイランドパターンは、アイラ
ンド31〜39の９個のパターンから形成されている。符号
１はレティクスである。

本発明において、フォトマスク評価用基本パターンの
ラインアンドスペースパターン内の少なくとも１つのラ
インパターンは、他のラインパターンよりも長く引き出
されて形成されているが、第１図に例示するフォトマス
ク評価用基本パターンで言えば、ラインアンドスペース
パターンを構成するライン21〜25の中で、１本（図のラ
イン23）は、他のライン21,22,24,25より長く引き出さ
れて形成されている。

第１図の例では、ラインの幅ｘ（μｍ）が各ラインに
ついて同じである。アイランドもｘ×ｘ（μｍ）の正方
形として形成されているが、所望に応じライン幅はライ
ン毎に変わってもよい。アイランドも正方形とは限ら
ず、形状寸法とも任意でよい。ラインの形状も任意であ
り、第１図のものに限られない。

本発明においては、フォトマスク評価用基本パターン
はレティクル上に複数配するのであるが、これは第２図
に例示するフォトマスク評価用パターンについて言え
ば、第１図のフォトマスク評価用基本パターンを、ｘの
寸法を換えて配列して、本発明に係るフォトマスク評価
用パターンとしたものである。この第２図の例示は特
に、ポジパターン41〜44と、ネガパターン45〜46とをと
もに有するように構成されている。

このような第２図の如きパターンの組を、第３図に示
す如く、スクライブライン５に該当する部分に位置する
ように配置したり、または、角隅部に配置して、フォト
マスク上のパターンの精度評価用として用いることがで
きる。

〔作用〕

本発明のフォトマスクは、ラインアンドスペースパタ
ーンと、アイランドパターンとを有するので、レティク
ル上のパターン（通常Crパターン）の線幅均一性の評価
（例えばラインアンドスペースパターンの、ラインの線
幅により評価できる）、パターン忠実性の評価（例えば
アイランドパターンを正方形状にして、それが丸みを帯
びないかどうかで、忠実度を評価でき、またパターンを
大きさの異なる大小複数のパターンの組として、その設
計値とのずれの観察により、忠実度を評価できる）、及
び電子線描画像の解像度の評価（例えば、線幅ｘを段階
的に微細にしたものを形成して、どの程度微細なものま
で解像可能かを評価できる）、近接効果の評価（パター
ン同士が近接して位置するとき、忠実度が低下すること
があるが、かかる近接効果の程度を評価できる）等につ
いての各評価を、精密かつ容易に、パターンを被露光材
上に転写することなく行うようにすることができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について説明する。なお当然のこ
とではあるが、本発明は以下の実施例により限定される
ものではない。

第１図及び第２図に、本実施例のフォトマスク評価用
パターンを示す。

これは、半導体の製造工程において用いるレティクル
の製造精度評価用パターンして用いられるもので、基本
パターンは第１図に示すようになっている。即ち、第１
図に示すように、本例においては、各々直角に屈曲し、
かつ互いにスペースをもって離間する５本のライン21〜
25から成るラインアンドスペースパターンと、９個の正
方形のアイランド31〜39から成るアイランドパターンか
ら構成されている。本例のアイランドパターンは、正方
形のアイランド31〜39から構成して、コンタクトホール
状パターンとして形成してあり、コンタクトホール用の
パターンの評価ができるようになっている。

ラインアンドスペースパターンを構成するラインの中
で、１本（図のライン23）は、他のライン21,22,24,25
より長く引き出されており、この部分で線幅測定等が容
易に行えるようにし、また比較が容易に行えるようにし
た。例えばこの突出した１本のライン（またはスペー
ス）の線幅と、ラインアンドスペースが密集した部分の
線副を比較することにより、電子線描画時の近接効果を
評価できる。即ち、電子線で描画してレティクルのパタ
ーンを形成するとき、近接したパターンであると互いに
影響を受けて、線幅の制御性が落ちることがあるが、か
かる近接効果も容易に評価できるのである。一方アイラ
ンドパターンの形状観察により、例えばそれが丸みを帯
びるなどの変形が生じていないかを見ることによって、
パターンの忠実度の評価ができる。

本実施例の基本パターンは、第１図に示すように、そ
の基本寸法（最小パターン寸法。図中ｘで示す。）をレ
ティクル上で５μｍとしたが、この基本寸法ｘを段階的
に変えたもの組にして、評価パターンとしたのが、第２
図に示すパターンである。またこの第２図の実施例は、
ポジ・ネガ双方のパターンを有するようにして、ポジ・
ネガ両タイプとして構成したものである。

即ち、第２図の実施例においては、符号41で示すパタ
ーンはｘ＝５μｍで、第１図と同じものを配置したが、
パターン42は、ｘ＝４μｍとしたもの、パターン43は、
ｘ＝３μｍとしたもの、パターン44は、ｘ＝2.5μｍと
したもの、各々図示のように配置して構成した。この第
２図の評価用パターンにより、各寸法の線幅精度パター
ン忠実性等を一括して測定、評価できる。

また、パターン41〜44は、第１図と同様のネガパター
ン（ライン等がクロム等で形成されるもの）であるが、
第２図の評価用パターンは、図示のように、ポジパター
ン（第１図と逆に、ライン等を描いて、その余の部分を
クロム等で形成したもの）45〜48も設けてある。即ちポ
ジパターン45〜48を、寸法をそれぞれｘ＝５μｍ、ｘ＝
４μｍ、ｘ＝３μｍ、ｘ＝2.5μｍとなるように段階的
に変えて、このように構成したポジパターン45〜48を配
置して構成することにより、ネガ用、ポジ用の共用を可
能とした。

本実施例の評価用パターンは、極めてコンパクトに形
成でき、例えば第１図の例では、ウエハー上パターン転
写時に、デバイスのスクライブライン上に収納されるよ
うに十分小さく作成できる。

即ち、例えば第１図のパターンは、ウエハー上にレテ
ィクルの1/5の寸法で縮小転写する縮小投影露光装置を
用いる場合、ウエハー上の寸法として縦45μｍ横70μｍ
の長方形の領域におさまるため、通常のデバイス作成の
際のスクライブライン領域（通常100μｍ程度の幅）に
容易に収納できる。

第３図に示すのは、レティクル１上のスクライブライ
ン５領域上に。当該評価用パターン（例えば第１図のパ
ターン、あるいは第２図のパターン）を多数点配置した
例である。図中の〜の各位置に、各パターンが存在
するものである。各パターンは、レティクルパターンを
形成する際に同時に、各〜に該当するものを、レテ
ィクルパターン評価用とし形成しておくことにより、設
けることができる。このようなレティクス１上の各位置
に配置したパターンの線幅を測定することにより、レテ
ィクル面内の線幅均一性評価、管理できる。例えば周辺
４点（，，，）と中央部１点（例えば）をと
って、その評価パターンが良好であることを確認し、こ
れが良好であると、全体として良好であると評価するこ
とができる。

本実施例によれば、寸法を段階的に変化させたライン
・アンド・スペース及び矩形状のアイランドパターン
（コンタクトホール状パターン）から成る専用のレティ
クル寸法精度評価用パターンを、レティクルのスクライ
ブライン領域上の適切な位置に多数点配置することがで
き、これにより、レティク上のCrパターンの線幅均一
性、パターン忠実性、及び電子線描画像の解像力、近接
効果等を容易かつ高精度で評価することができる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明のフォトマスクは、該フォトマス
クの製造における該フォトマスク上のパターン精度の評
価をかつ容易に行うことができるもので、従って精度が
高く、かつ該精度の評価を精密に行うことができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、それぞれフォトマスク評価用パタ
ーンの例を示す平面図であり、第３図は該評価用パター
ンの配置例を示す平面図である。 １……レティクル、21〜25……ライン（ラインアンドス
ペースパターン）、31〜39……アイランド（アイランド
パターン）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フォトマスク上のパターンの製造精度を、
   転写像を形成することを要さずにパターン自体で評価可
   能とする評価用パターンを有するフォトマスクにおい
   て、 ラインアンドスペースパターンとアイランドパターンよ
   りなるフォトマスク評価用基本パターンをレティクル上
   に複数配するとともに、 該フォトマスク評価用基本パターンのラインアンドスペ
   ースパターンの内の少なくとも１つのラインパターン
   は、他のラインパターンよりも長く引き出されて形成さ
   れている ことを特徴としたフォトマスク。